Histórico da Computação - Toledo Portal Universitário

Introdução à Ciência da Computação
Evolução dos Computadores
Prof. Raphael Garcia
[email protected]
Made with OpenOffice.org
1
ICC
Agenda
1) Reflexão
2) Histórico da Computação
3) Evolução dos Computadores
4) Sugestões para profissionais de T.I.
Made with OpenOffice.org
2
ICC
Reflexão
Qual(is) o(s) motivo(s) que levou(ram) o ser humano a construir
computadores?
Existe alguma semelhança de funcionamento entre o homem e o
computador?
Qual o limite para a evolução dos computadores?
Afinal, é o homem que controla o computador ou o computador que
controla o homem?
●
Como o ser humano pode ser auxiliado pelos computadores?
Made with OpenOffice.org
3
Histórico da Computação - Cálculo
 Primeiro ser humano a CALCULAR: pastor
 Técnica utilizada: empilhamento de pedras para
controle da quantidade de ovelhas do rebanho
pedrinha
lat. pedrinha
Calculus –– lat.
Calculus
Histórico da Computação - Dígito
 Forma ancestral dos seres humanos para indicar
quantidades: gestos com os dedos da mão
Digitus – lat. dedo
Histórico da Computação
 Sistema de numeração egípcio
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
 Sistema de numeração romano
I
V
X
L
1
5
10
50
C
D
M
100 500 1000
Histórico da Computação - Ábaco
 Primeira tentativa bem sucedida de criação
de
uma máquina de contar: ábaco (China, cerca de
2500 a.C.)
Abacus – lat. tábua de argila
Histórico da Computação - Ábaco
Histórico da Computação - Contagem
 Primeiro sistema científico para contar e acumular
grandes quantias: mercadores
cerca de 4.000 anos)
(Mesopotâmia,
 Técnica utilizada:

Abertura de um sulco na areia e inserção de
sementes secas (ou contas) até chegar a dez

Abertura de um novo sulco, inserção de uma única
conta equivalente a 10 e esvaziamento do primeiro
sulco
 Repetição da operação até o final da contagem

Origem da
da palavra
palavra Contar
Contar
Origem
Histórico da Computação - Algarismo
Advento dos algarismos arábicos (cerca de 1.000 anos)
 Abū ‘Abd Allāh Muhammad ibn Mūsā al-Khwārizmī ( ‫أبو عبد الله محمد بن‬
‫( )موسسى الخوارزمي‬Khwārizm,c. 780 -Bagdad, c. 850) foi Encarregado de

traduzir para o árabe os livros de matemática vindos da Índia. Numa dessas traduções o
matemático se deparou com aquilo ainda hoje é considerado, a maior descoberta no campo
da matemática: O Sistema de Numeração Decimal. Ele ficou tão impressionado com a
utilidade daqueles dez símbolos, que hoje são conhecidos como 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9,
que escreveu um livro explicando como funciona esse sistema. Este importante trabalho
(825) foi preservado numa tradução latina Algoritmi de numero Indorum (975), um texto
sobre a arte hindu de calcular, obra que divulgou os símbolos e o sistema numérico indoarábico.

Razão pela qual os algarismos arábicos se tornaram o padrão numérico
mundial: poderio militar dos árabes na Idade Média
corruptela do
do árabe
árabe al-Khowarizmi
al-Khowarizmi
Algarismo -- corruptela
Algarismo
Histórico da Computação - Régua
 Sacerdote
inglês William Oughtred –
Inglaterra - 1633: círculos de proporção
(considerado como o 1° computador
analógico da história)
 Círculos de proporção dão
origem à régua de cálculo:
logaritmos representados por
traços e sua divisão e
produto obtidos pela adição e
subtração de comprimentos
Histórico da Computação
Régua de Cálculo - o primeiro computador analógico
Histórico da Computação - Épocas
??? a. C. - 1880
Época dos dispositivos mecânicos
●
●
Evolução do Ábaco
Blaise Pascal construiu um contador mecânico que realizada
soma e subtração
Made with OpenOffice.org
13
Histórico da Computação
 Primeiro
instrumento moderno de calcular:
Máquina de Pascal – somadora construída por
Blaise Pascal (físico, matemático e filósofo –
França, 1642)
Histórico da Computação
Máquina de Pascal

Vida útil: cerca de 200 anos (aperfeiçoamento
progressivo por diversos inventores)

Máquina
com
6
rodas
dentadas,
cada
uma
contendo algarismos de 0 a
9

Permitia
somar
até
3
parcelas de cada vez, desde
que
o
total
não
ultrapassasse 999 999

A multiplicação, de 26 por 16
era feita somando-se 16
vezes o número 26.
Histórico da Computação
 Primeira
máquina de multiplicação e divisão:
Máquina de Leibnitz (filósofo e matemático
Gottfried Wilhelm von Leibnitz – Alemanha, 1671)
(execução das operações através de somas e
subtrações sucessivas)
Histórico da Computação
 Máquina de Leibnitz
Histórico da Computação
 Revolução
Francesa (1790): necessidade
comunicação rápida e confiável.
de
 Experimentos dos irmãos Claude e Ignace Chappe
(França, 1791-1793): telégrafo síncrono
 Construção
de postos de transmissão via
sinalização óptica entre Lille e Paris (“percurso” de
230 Km em 2 minutos)
Cartão
 Sistema para comando automático de operações
repetitivas e sequenciais em teares: cartões
metálicos perfurados (mecânico de teares Joseph
Marie Jacquard – França, 1802)
Máquina Diferencial
 Aplicação dos cartões de Jacquard ao cálculo de
funções trigonométricas e logaritmos: concepção da
máquina diferencial (matemático Charles Babbage Inglaterra, 1882)
Máquina Diferencial
 A máquina diferencial não foi construída: Babbage não
dispunha de recursos, nem encontrou investidores
dispostos a financiá-la
 Os projetos e idéias de Babbage serviriam de base
para outros projetos no futuro da computação
Em 1991,
1991, oo Science
Science Museum
Museum de
de Londres
Londres
Em
desenvolveu oo Engenho
Engenho Diferencial
Diferencial
desenvolveu
utilizando os
os planos
planos de
de Babbage
Babbage ee
utilizando
funcionou perfeitamente.
perfeitamente.
funcionou
Máquina Analítica
 Precursora
dos computadores digitais atuais:
concepção da máquina analítica (Charles Babbage –
Inglaterra, 1834)
 Máquina analítica - concepção mecânica (a vapor)
destinada a cálculos matemáticos, tinha memória para
1000 números de 50 dígitos e somava dois números
em 1 s
 Instruções dadas via cartões perfurados (inspiração
no tear de Jacquard)
 Uso da base 10
Máquina Analítica
Base do funcionamento de um computador

Alimentação de dados
• Via cartões perfurados
•


Armazenamento e reuso de números
•Numa unidade de memória
Programação sequencial de operações
•Conceito de sistema operacional
O Primeiro “Manual”
 Compreensão do funcionamento da
máquina analítica e redação dos
relatos mais acurados sobre o
processo: primeiro texto explicativo
do
processo
computacional
(matemática Augusta Ada Byron
King, condessa de Lovelace –
Inglaterra, 1815-1852)
ADA – A programadora
 Colega
de Babbage, iniciou o
ambicioso projeto de construção
da máquina analítica
 Ada é uma das poucas mulheres a
figurar
na
história
processamento de dados
do
 Criou programas para a máquina -
1ª programadora de computador
Códigos e Sinais
 Uso da energia elétrica na transmissão de sinais à
distância: telégrafo de Morse (Samuel F. B. Morse EUA, 1837)
 O código Morse continua a ser utilizado
 Célebre mensagem enviada pelo operador telegráfico
do Titanic antes do afundamento

... --- ... SOS - Save Our Souls (salvai nossas almas)
Lógica
 Concepção dos fundamentos lógicos para a criação de
programas: lógica matemática / álgebra
(matemático George Boole, Inglaterra, 1854)
booleana
 Estabelecimento de uma forma de armazenamento e
processamento de dados utilizando relações binárias: As
leis do pensamento (matemático George Boole, Inglaterra,
1854)
Evolução dos Computadores - Épocas
1888 – 1930
Época dos dispositivos eletromecânicos
●
●
●
●
●
Máquinas auxiliadas pelos motores elétricos com base nos
princípios de funcionamento da máquina de Pascal
1889 - Surge o cartão perfurado para guardar dados
– Uma máquina tabuladora classificava e ordenava
informações contidas no cartão
– O cartão permaneceu em uso até 1980
Cálculo da população dos Estados Unidos
1888 – No Brasil, criação da Lei Áurea
1914 - Nos Estados Unidos, criação da IBM
Made with OpenOffice.org
28
Máquina Elétrica
 Integração
da idéia dos
cartões de Jacquard e do
conceito
de
impulsos
elétricos
para
a
transmissão
de
dados
(conversão de dados em
impulsos magnéticos nos
cartões
perfurados):
máquina
elétrica
de
tabulação
(engenheiro
estatístico Herman Hollerith
– EUA, 1890)
Evolução dos Computadores - Épocas
Funcionamento do Cartão Perfurado
A informação perfurada no cartão era lida numa tabuladora
que dispunha de uma estação de leitura equipada com uma
espécie de pente metálico em que cada dente estava
conectado a um circuito eléctrico.
Quando o pente era colocado sobre o cartão, os dentes que
atravessavam as perfurações fechavam o circuito
elétrico que acionava os contadores respectivos.
O contador visualizava o resultado da acumulação pelo
deslocamento de um ponteiro sobre um mostrador.
Made with OpenOffice.org
30
Evolução dos Computadores - Épocas
Cartão Perfurado
Made with OpenOffice.org
31
Histórico da Computação
Em 1896, o sucesso de Hollerith era tanto
que ele fundou a Tabulation Machine Company,
que fundiu-se com duas empresas e formou a
Computing Tabulation Recording Company.
Histórico da Computação
Depois da morte dele, a CTRC mudou de nome e virou IBM Internacional Business Machine.
Histórico da Computação - Épocas
1930 – 1945
Época dos componentes eletrônicos
●
Primeiras invenções eletrônicas
●
Baixa velocidade de processamento
●
Falta de confiabilidade nos resultados
Made with OpenOffice.org
34
1943 - Em parceria com a marinha Norte-Americana, a IBM
construiu o Mark I, totalmente eletromecânico, com 17 m de
comprimento, 2,5 m de altura e 5 toneladas.
Usado para fins bélicos, o primeiro computador automático
continha 750.000 partes unidas por 80 km de fios.
Histórico da Computação - Épocas
1945 - Primeira Geração: Computadores à Válvula
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Projetado de 1943 a 1946
Funcionou até 1955
Possuía 18.000 válvulas e 8000 Km de cabos
Pesava 30 toneladas
Consumia grande quantidade de energia e válvulas que
queimavam frequentemente
10.000 operações por segundo = 10 KHz
20 registradores que guardavam valor numérico de 10
dígitos
Programação feita através da recolocação dos fios
Surgimento do termo BUG
Made with OpenOffice.org
37
ENIAC
Histórico da Computação – Válvula x Transistor
Válvula
Transistor
Made with OpenOffice.org
39
Histórico da Computação - BIT
Em 1948, Claude Shannon, desenvolveu uma
teoria baseada em numeração binária e
introduziu o conceito de Bit – Binary digit
Made with OpenOffice.org
40
Histórico da Computação
Modelo de Von Neumman – IAS - O fundamento
para Arquitetura de Computadores
Era constituído de quatro unidades principais: a
memória, a UCP, a UC e dispositivos de entrada e
saída
Memória de 1.000 posições, chamadas de palavras, cada
uma podendo armazenar 40 dígitos binários (bits)
Tantos dados como instruções eram representados
na forma binária e armazenados na mesma
memória
IAS - Institute for Advanced Study – Hoje, a
computação avançou, mas a arquitetura é ainda
baseada no IAS de Von Neumman
Made with OpenOffice.org
41
Histórico da Computação – IAS
Modelo de Von Neumman
Made with OpenOffice.org
42
Histórico da Computação – IAS
O sucesso do modelo de Von Neumman
Tantos os programas quanto os dados ficavam
armazenados na mesma memória
Manipulação dos programas na memória
Made with OpenOffice.org
43
Histórico da Computação
Segunda Geração: Computadores Transistorizados
Transistor como chaveador: o fato de que se pode ligar
e desligar a corrente elétrica em um dispositivo é a
base de toda a lógica digital
Redução de custo, tamanho e melhores desempenhos
que os dispositivos a válvula
Made with OpenOffice.org
44
Histórico da Computação
Transistor
Made with OpenOffice.org
45
1954
IBM
650
As mulheres participavam das mudanças, trabalhando...
Armazenamento
Disco rígido em 1956 – 5 MB
Histórico da Computação - Épocas
Terceira Geração: Circuitos Integrados (CIs)
Integração de vários circuitos numa só pastilha de silício
Em 1964, a IBM lançou a série 360
CI com germânio
CI com silício
Made with OpenOffice.org
48
Histórico da Computação - Épocas
Quarta Geração: VLSI – Integração em Grande
Escala
Dispositivos eletrônicos capazes de armazenar, em um
único invólucro, milhares e milhares de diminutos
componentes
Made with OpenOffice.org
49
Histórico da Computação - Épocas
Geração dos Computadores Pessoais
Em 1971, a Intel Corporation, produziu uma CPU em
uma só pastilha de circuito integrado, denominado
INTEL-4004, que possuía palavra de 4 bits e tinha
cerca de 2.300 transistores na pastilha
Made with OpenOffice.org
50
Histórico da Computação - Épocas
Número de transistores nos processadores
4004 (1971) – 2.300
8088 (1979) - 29.000
286 (1982) - 134.000
386 (1985) - 275.000
486 (1989) - 1.200.000
Pentium (1993) - 3.100.000
Pentium MMX (1997) - 4.300.000
Pentium II (1998) - 9.500.000
Pentium III (Coppermine) – 21.000.000
Athlon (Thunderbird) – 35.000.000
Pentium 4 – 42.000.000
Intel Core i7 – 731.000.000
Made with OpenOffice.org
51
Histórico da Computação - Épocas
Tamanho dos transistores nos processadores
O Primeiro transístor (década de 50) : 5 centímetros
Intel 4004 (1971) - 15.00 mícron
8088 (1979) - 3.00 mícron
486 - 1.00 mícron
Pentium 100 MHz - 0.60 mícron
Pentium III 350 - 0.25 mícron
Pentium 4 - 0.18 mícron
Cores iX e Athlon – X nanômetros!
Made with OpenOffice.org
52
Histórico da Computação - Épocas
Made with OpenOffice.org
53
Histórico da Computação - Épocas
Made with OpenOffice.org
54
A era dos PC – Personal
Computer
Fita cassete para guardar dados.
Disco de 8 polegadas.
Armazenava 79,7 KB.
1969
Em plena “guerra fria”, entre USA e União Soviética, a ARPA, Advanced Research
Projects Agency, subdivisão do Departamento de Defesa dos Estados Unidos,
cria uma rede com os dados do governo espalhados em vários lugares, ao
invés de guardá-los em apenas um servidor, e gera o embrião da Internet.
Histórico da Computação
Disco rígido em 1980 – 1 GB – 250 kg
Preço: $ 81.000
1981
Em Janeiro de 1983, a ARPANET mudou seu
protocolo de NCP para TCP/IP e, em 1985 surge o FTP.
O CERN, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, pegou a
ideia e criou a World Wide Web, interligando sistemas de pesquisas
a Universidades, e a rede ganhou o público a partir dos anos 90.
1981
disquete de 5”1/4
360 KB
1986
640 MB
1985
disquete de 3” ½
1.44 MB
2003
32 GB
Em 20 anos mudamos para um novo
tipo de armazenamento de dados
Histórico da Computação
e, em 50 anos, migramos do ENIAC para desktops e
Laptops.
ICC
E a evolução continua.....
iPad
Made with OpenOffice.org
62
ICC
E a evolução continua.....
LG-GD910
Made with OpenOffice.org
63
ICC
E a evolução continua.....
Made with OpenOffice.org
64
ICC
Sugestões para profissionais de T.I.
Filmes:
●
●
●
●
●
Piratas do Vale do Silício (Pirates of Silicon Valley,
1999)
Hackers, Piratas de Computador (Hackers, 1995)
Jogos de Guerra (War Games, 1983)
Improprietário – O mundo do Software Livre
A Rede Social (The Social Network, 2010)
Sites:
●
●
●
●
●
www.olhardigital.com.br
http://idgnow.uol.com.br/
http://www.linux-magazine.com.br/
http://info.abril.com.br/
http://computerworld.uol.com.br/
Made with OpenOffice.org
65